王麗麗

淺談產(chǎn)品設(shè)計(jì)中規(guī)則意識的培養(yǎng)
——以 “音悅校園”項(xiàng)目之“設(shè)計(jì)產(chǎn)品的初步制作”教學(xué)為例

王麗麗

圍繞“音悅校園”主題，學(xué)生依據(jù)方案分工拼搭A(yù)rduino硬件，然后利用電腦編程，實(shí)現(xiàn)作品效果。在此過程中教師巧設(shè)課堂活動、發(fā)揮組員特質(zhì)、妙用問題引導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)設(shè)計(jì)方案，有序制作產(chǎn)品，通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作，推進(jìn)方案落實(shí)。

計(jì)劃先行 異質(zhì)分組 團(tuán)隊(duì)協(xié)作

“積極參與，努力實(shí)踐”是上海市世界外國語中學(xué)的核心辦學(xué)理念，“做中學(xué)”是學(xué)校研究型課程的核心內(nèi)涵，學(xué)校希望通過研究型課程培養(yǎng)學(xué)生自主、合作、創(chuàng)新的精神?！癆rduino創(chuàng)客課堂”正是對這一要求的落實(shí)。教師在這一課程中，著重培養(yǎng)學(xué)生“先計(jì)劃，再探究”“團(tuán)隊(duì)合作解決問題”的研究規(guī)則意識，以及“論證設(shè)計(jì)”“分析綜合”和“交流展示”的關(guān)鍵能力。

學(xué)校的一樓大廳里開辟了一片鋼琴角，平均每月舉行一次小型音樂會。但并非每個孩子都有機(jī)會登臺表演，如果能在校園內(nèi)提供更多玩音樂的地方，同時降低器樂彈奏的門檻，必將吸引更多的學(xué)生參與，“音悅校園”項(xiàng)目由此誕生。

“設(shè)計(jì)產(chǎn)品的初步制作”是本課執(zhí)行階段的第1課時，根據(jù)八年級學(xué)生的認(rèn)知水平和年齡特點(diǎn)，筆者巧設(shè)課堂活動，推進(jìn)設(shè)計(jì)方案的實(shí)施。

一、案例描述

由于Arduino課程對于學(xué)生的物理、信息科技知識有一定要求，因此，在具體實(shí)施制作前，筆者通過“聽一聽”“猜一猜”“考一考”活動鋪墊知識，提示要點(diǎn)。

教師：同學(xué)們，老師制作了一款南美小鼓。大家來聽一聽、猜一猜，我使用了哪些傳感器？（教師演奏自制樂器。）

學(xué)生1：鼓面上使用了按鈕。

學(xué)生2：側(cè)面也用了按鈕。

學(xué)生3：不對！手沒有碰到！我猜是光線傳感器！

學(xué)生4：也可能是紅外線！

學(xué)生5：不可能，紅外線的感應(yīng)角度很大，我之前試過！

學(xué)生6：可能是距離傳感器！

教師：（展示南美鼓模型）老師在鼓面使用了按鈕，而在鼓的側(cè)面則使用了距離傳感器。那么，是否只能使用這兩種傳感器？

學(xué)生們：不是！

教師：選擇哪一種傳感器，答案并不唯一，還可以使用觸摸傳感器等。紅外線傳感器的感應(yīng)角度太大，用在這里不太合適。要根據(jù)實(shí)際情況來作出選擇。

通過這一活動，學(xué)生們的積極性被調(diào)動起來，此時，筆者利用“考一考”活動，配合演示文稿，幫助學(xué)生進(jìn)一步熟悉傳感器的作用、特性和軟件控制方法。

教師：以下哪些傳感器屬于數(shù)字模塊？

學(xué)生1：按鈕。

學(xué)生2：觸摸傳感器。

教師：在S4A軟件中，模擬信號的數(shù)值范圍是多少？

學(xué)生3：0—1023。

教師：數(shù)字信號呢？

學(xué)生4：True和False。

教師：請大家觀察這張圖，一共有8個輸入端口。接下來，請同學(xué)們來“讀程序，說結(jié)果”。如果使用一個按鈕和一個LED燈，這樣接入Arduino端口，配合這段程序，會產(chǎn)生什么效果？

學(xué)生5：當(dāng)按下按鈕時，LED燈亮；不按按鈕時，LED燈不亮。

學(xué)生6：當(dāng)光線傳感器被遮住時，電腦發(fā)出鼓聲。

教師：傳感器就像“橋梁”一樣,可以將捕獲到的外部環(huán)境信息（按鈕是否按下，光線的亮度等），通過Arduino控制器傳送到電腦，并做出不同的反應(yīng)（如：彈奏鼓聲）。這樣，就使物體有了觸覺、視覺、嗅覺，讓物體“活”起來了。

在小組合作拼搭硬件和軟件編程時，第3組“電子陶笛”小組出現(xiàn)了一些問題。筆者根據(jù)學(xué)生的個人特長，引導(dǎo)他們發(fā)揮所長，靈活解決問題。

學(xué)生1：你提供的聲音素材，根本無法導(dǎo)入到軟件里。

學(xué)生2：那我來轉(zhuǎn)一下文件格式吧。

學(xué)生3：還是不行啊。

教師：你們不是帶了陶笛嗎？不如現(xiàn)場重新錄音吧。

學(xué)生4：我來吹陶笛。

學(xué)生5：我們倆一起來搭建。

學(xué)生6：我來操作電腦。

第一次小組合作時遇到的“危機(jī)”，就這樣輕松解決了。在學(xué)生合作完成初步產(chǎn)品設(shè)計(jì)之后，筆者利用遞進(jìn)式的提問，引導(dǎo)學(xué)生不斷反思，完善小組作品。

教師（對第2組學(xué)生）：你們小組的作品名稱是什么？有什么用途？

學(xué)生1：我們小組的作品名稱叫“情緒娃娃”，主要給那些易焦慮或情緒易失控的同學(xué)們所使用。

教師：已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了哪些功能？

學(xué)生2：按壓人形玩偶的五個部位，可以發(fā)出不同的聲音。

教師：在過程中遇到了什么困難?是如何解決的？

學(xué)生3：只遇到點(diǎn)編程小問題，我已經(jīng)幫他解決了。

教師：和最初的設(shè)計(jì)方案相比，是否進(jìn)行了局部調(diào)整？為什么？

學(xué)生4：基本沒有調(diào)整。但我們原本還想嘗試其他傳感器，比如觸摸傳感器，但是發(fā)現(xiàn)傳感器需要塞進(jìn)娃娃的身體里面，因此還是按鈕更加實(shí)用。

教師：后續(xù)還將完善或新增什么功能？

學(xué)生5：我們會嘗試多放幾個按鈕或者將一個按鈕縫在固定位置上，做好標(biāo)記，這樣按起來更方便。

通過問題引導(dǎo)，學(xué)生深入思考，逐步學(xué)會反思，學(xué)會表達(dá)，學(xué)會合作解決產(chǎn)品制作中的問題。

二、案例分析

“計(jì)劃先行”和“團(tuán)隊(duì)協(xié)作”是滲透在項(xiàng)目中的重要規(guī)則意識，在具體的課堂教學(xué)中，筆者重點(diǎn)考慮了以下三方面：

（一）巧設(shè)課堂活動，促進(jìn)方案有序?qū)嵤?/p>

首先，要關(guān)注學(xué)生的興趣，通過“聽一聽”活動，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情；其次，基于該項(xiàng)目的跨學(xué)科的特點(diǎn)，通過“猜一猜、考一考”活動，為方案的順利實(shí)施，鋪墊必要的學(xué)科知識；最后，進(jìn)行小結(jié)，提煉重點(diǎn)，保證方案的有序執(zhí)行。

（二）發(fā)揮個人特質(zhì)，團(tuán)隊(duì)協(xié)作解決問題

在項(xiàng)目的準(zhǔn)備階段，進(jìn)行異質(zhì)分組，使得每一個小組都有四類人才：協(xié)調(diào)管理、音樂特長、電腦編程、動手實(shí)踐。例如第3小組在出現(xiàn)制作問題時，組長協(xié)調(diào)管理：擅長吹陶笛的同伴現(xiàn)場吹奏，負(fù)責(zé)電腦編程的同學(xué)直接錄音編程，動手能力強(qiáng)的組員拼搭硬件。異質(zhì)分組，利于團(tuán)隊(duì)協(xié)作，方便解決問題。

（三）妙用問題引導(dǎo)，促進(jìn)反思推進(jìn)方案

“音悅校園”是Arduino課程的第二單元，也是第一個項(xiàng)目。此時，學(xué)生的研究能力和反思能力均較弱。因此，筆者通過“問題思考單”的形式，設(shè)置了層層遞進(jìn)的問題，引導(dǎo)學(xué)生反思小組設(shè)計(jì)作品的受眾與需求、作品功能和特點(diǎn)、實(shí)施困難和解決方法、功能的改進(jìn)建議。在反思交流的過程中，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識和交流展示能力。同時，在從小項(xiàng)目到大項(xiàng)目的Arduino課程的學(xué)習(xí)過程中，教師的主導(dǎo)地位逐步淡化，學(xué)生越來越獨(dú)立地進(jìn)行思考，自主地推進(jìn)方案執(zhí)行。

王麗麗 上海市世界外國語中學(xué) 200233